(57)【要約】【課題】  定格を向上させることができる厚膜抵抗器を提供する。【解決手段】  基板表面に形成した一対の電極２と、該一対の電極２間に形成された抵抗体１とを具備する厚膜抵抗器１０において、前記抵抗体１が、抵抗体材料とカーボンナノファイバーを含むの厚膜抵抗体ペーストが焼成されることによって形成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚膜抵抗体ペーストにおいて、カーボンナノファイバーを含むことを特徴とする厚膜抵抗体ペースト。
【請求項２】
カーボンナノファイバーが、平均径が２００ｎｍ以下で、長さが１０〜２０μｍのものであることを特徴とする請求項１記載の厚膜抵抗体ペースト。
【請求項３】
カーボンナノチューブの含有量が１ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の厚膜抵抗体ペースト。
【請求項４】
抵抗体材料として、銅を主成分とする合金を含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の厚膜抵抗体ペースト。
【請求項５】
基板表面に形成した一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを具備する厚膜抵抗器において、
前記抵抗体が、請求項１〜４いずれか１項記載の厚膜抵抗体ペーストが焼成されることによって形成されていることを特徴とする厚膜抵抗器。
【請求項６】
基板表面に形成した一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを具備する厚膜抵抗器の製造方法において、
前記一対の電極間に、請求項１〜４いずれか１項記載の厚膜抵抗体ペーストを印刷し、該厚膜抵抗体ペーストを焼成することによって前記抵抗体に形成することを特徴とする厚膜抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚膜抵抗体ペースト、厚膜抵抗器、より詳細にはチップ型厚膜抵抗器、特に銅を主成分とする低抵抗の抵抗体を有する厚膜抵抗器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の高密度実装の要求からチップ型厚膜抵抗器について、より小さな形状の抵抗器の開発が進められている。 高密度実装においては、小さな形状においても従来と同一以上の電力定格が求められる。このことは、抵抗体により大きな電力負荷がかけられることを意味する。
従来のチップ型厚膜抵抗器では、より高い定格に対応するため、抵抗体を構成する金属の組成を変えたり、電極構造を工夫することにより熱伝導を利用した熱の散逸を改善することにより対応しているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のチップ型厚膜抵抗器においては高密度実装に対応するため、サイズの小型化と抵抗体の高定格化のため、金属抵抗材料の組成を変えさらに抵抗体パターンを最適化することが行われる。これには、経験則に基づいた多くの試作および評価が必要であり、多大の時間と労力が必要となるこという課題があった。
そこで本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、定格を向上させることができる厚膜抵抗体ペースト、厚膜抵抗器およびその製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、厚膜抵抗体ペーストにおいて、カーボンナノファイバーを含むことを特徴とする。
カーボンナノファイバーが、平均径が２００ｎｍ以下で、長さが１０〜２０μｍのものであることを特徴とする。
カーボンナノチューブの含有量が１ｗｔ％以下であると好適である。
また、抵抗体材料として、銅を主成分とする合金を含むことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明に係る厚膜抵抗器は、基板表面に形成した一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを具備する厚膜抵抗器において、前記抵抗体が、上記いずれか記載の厚膜抵抗体ペーストが焼成されることによって形成されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る厚膜抵抗器の製造方法は、基板表面に形成した一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを具備する厚膜抵抗器の製造方法において、前記一対の電極間に、上記いずれか記載の厚膜抵抗体ペーストを印刷し、該厚膜抵抗体ペーストを焼成することによって前記抵抗体に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように，この発明によれば、既存の厚膜ペーストにカーボンナノファイバーを添加することにより、厚膜印刷による厚膜抵抗体の熱伝導度を大きくし、これにより電極からの熱放散を大きくすることにより定格を向上させることができる効果がある。また、厚膜抵抗体の熱膨張係数を小さくすることにより抵抗の温度係数（ＴＣＲ）を小さくすることができる。これにより、より小さなサイズで同等の定格の抵抗器が従来と同様の構造で実現できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に図面を参照して本発明による好適な実施例を説明する。
図１は、チップ型厚膜抵抗器１０の説明断面図である。抵抗器１０自体の構造は一般的なものであり、公知のものである。
すなわち、アルミナ基板、ガラスセラミックス基板、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板等の絶縁基板１２の表面上に、例えば銀あるいは銀合金等により一対の表面電極２が形成され、この表面電極２間に抵抗体１が形成されている。
【０００９】
また、抵抗体１を覆って、ガラス絶縁膜等からなる第１の保護膜３が形成され、さらにこの第１の保護膜３を覆って樹脂絶縁膜等からなる第２の保護膜４が形成されている。
絶縁基板１２の裏面側には裏面電極９が形成され、また、絶縁基板１２の端面には、表面電極２および裏面電極９を電気的に接続するＮｉめっき等のめっき皮膜６が形成され、されにこのめっき皮膜６を覆ってＳｎ等の外装めっき皮膜７が形成されて、抵抗器１０に形成されている。
なお、抵抗器１０の構造は上記に限定されるものではない。
【００１０】
抵抗体１を形成するための厚膜抵抗体ペーストは、例えば次のようにして調整される。
すなわち、先ず、テキサノール等の有機溶媒中へ、エチルセルロース等の直鎖型高分子（ビヒクル）を７ｗｔ％程度溶解して高分子溶液を調整する。その後、この高分子溶液中に、カーボンナノファイバー（昭和電工製のＶＧＣＦ；以下ではＶＧＣＦと略記する）を添加して超音波を印加しＶＧＣＦを分散させる。ＶＧＣＦは、平均径０．２μｍ（２００ｎｍ）以下で長さが１０〜２０μｍのものが好適である。
【００１１】
このように高分子溶液を調整して、この高分子溶液にＶＧＣＦを分散させる方法は、有機溶剤中にＶＧＣＦを直接添加し超音波印加による分散を行うよりもＶＧＣＦのダマ状の絡まりが少なくなり、分散の長期安定性に優れている。
テキサノールにエチルセルロースを溶解した高分子溶液にＶＧＣＦを分散させたものに、銅：５７ｗｔ％、ニッケル：４３ｗｔ％からなる金属（合金）粉末を入れ、混練することで厚膜印刷用ペーストを作製した。
【００１２】
このペーストを使用して公知の厚膜印刷技術によりあらかじめ表面電極２が形成されたアルミナ基板８上に抵抗体パターンを形成した。抵抗体パターンを印刷後には、窒素中で熱処理（焼成処理）を行った。
さらに裏面電極９を厚膜印刷により形成し、必要に応じて抵抗体は公知のレーザトリミングにより抵抗値を調整したのち第１の保護膜３および第２の保護層４を形成する。
端面電極５をスパッタ法により形成した後、ニッケルおよびスズめっき層６、７を形成した構造のチップ型厚膜抵抗器１０（図１）を作製した。
【００１３】
なお、上記において、テキサノールにエチルセルロースを溶解した高分子溶液中にＶＧＣＦを分散させたものに銅を８０ｗｔ％以上とマンガンおよびＦｅが２０ｗｔ％以下からなる金属粉末を入れ混練することで作製した厚膜印刷用ペーストを印刷しても以下で述べる特性向上は同様であった。
【００１４】
図２は、抵抗体ペーストへのＶＧＣＦの添加量（０ｗｔ％、０．７ ｗｔ％、１．７５ ｗｔ％）と抵抗温度係数(ＴＣＲ)および線膨張係数を示す。図２から明らかなように、ＶＧＣＦの添加量に対してＴＣＲが減少していくことがわかる。また、図３は、ＶＧＣＦの添加量と抵抗体の表面温度および熱伝導率の測定結果を示す。ＶＧＣＦが１ｗｔ％程度までは熱伝導率が向上していることを示している。しかし、１ｗｔ％程度以上では逆に熱伝導率は減少してしまう。これは、ＶＧＣＦと銅を主成分とする抵抗ペーストの濡れが悪く厚膜印刷後の熱処理時にＶＧＣＦが不均一に分布するためである。
【００１５】
したがって、抵抗体の定格向上のための熱伝導率向上のためにはＶＧＣＦの添加量は１ｗｔ％以下が望ましい。一方、抵抗体の表面温度はＶＧＣＦの添加量が増すにしたがって減少しており、熱の輻射放熱および熱伝導による放熱が向上していることがわかる。また、同様のことが平均径についても生じる。すなわち、平均径が０．２μｍより大きくなると熱処理後にＶＧＣＦが不均一に析出しやすくなり異物として作用するため平均径については０．２μｍ以下が望ましい。
【００１６】
本発明の第２の実施例としては、テキサノールにエチルセルロースを溶解した有機溶媒にＶＧＣＦを分散させる際、シェーカーによる分散を行った。これによりＶＧＣＦの添加量に対する抵抗体のＴＣＲ、熱膨張係数、表面温度、熱伝導率の関係は同等なものが得られた。ただし、シェーカーによる分散では銅を主成分とする金属粉末を加えて作製した厚膜印刷用ペーストでの印刷後熱処理でＶＧＣＦが不均一に析出しやすい傾向があり、ＶＧＣＦの添加量の最大値は1重量%より小さい量が望ましい。
【００１７】
なお、上記では、低抵抗の抵抗体として銅を主成分とする抵抗体を例として説明したが、抵抗体はこれに限定されるものではない。抵抗体は、例えば、ＲｕＯ2、ＳｎＯ、ＺｎＯ、Ｃｕ2Ｏ、ＣｕＯ、ＮｉＯなどの金属酸化物やＴａＯなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】角形チップ抵抗器の断面構造を示す断面図である。
【図２】ＶＧＣＦの添加量（ｗｔ％）とＴＣＲおよび線熱膨張係数の関係を示すグラフである。
【図３】ＶＧＣＦの添加量（ｗｔ％）と抵抗体の表面温度および熱伝導率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１ 抵抗体
２ 表面電極
３ 第１保護膜
４ 第２保護膜
５ 端面電極
６ ニッケルめっき層
７ スズめっき層
８ アルミナ基板
９ 裏面電極
１０  抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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